内容正文:
第52讲 有机合成路线设计及有机推断
课程标准
1.根据合成路线图学会推断有机物的结构,判断反应条件及熟练书写化学方程式。
2.根据信息能设计有机化合物的合成路线。
授课提示:对应学生用书第269页
考点一 有机合成路线的设计
1.有机合成题的解题思路
2.有机合成中碳骨架的构建
(1)碳链增长的反应
①加聚反应;②缩聚反应;③酯化反应;④利用题目信息所给反应增长碳链,如:醛或酮中的羰基与HCN加成:
(2)碳链减短的反应
①烷烃的裂化反应;
②酯类、糖类、蛋白质等的水解反应;
③利用题目信息所给反应减短碳链,如:烯烃、炔烃的氧化反应,羧酸及其盐的脱羧反应等。
(3)常见由链成环的方法
①二元醇成环:
如:HOCH2CH2OH;
②羟基酸酯化成环:
③氨基酸成环:
④二元羧酸成环:
如:HOOCCH2CH2COOH+H2O;
⑤利用题目所给信息成环,如共轭二烯烃与单烯烃的聚合成环:
。
3.有机合成中官能团的转化
(1)官能团的引入
引入官能团
引入方法
卤素原子
①烃、酚的取代;②不饱和烃与HX、X2的加成;③醇与氢卤酸(HX)反应
羟基
①烯烃与水加成;②醛、酮与氢气加成;③卤代烃在碱性条件下水解;④酯的水解;⑤葡萄糖发酵产生乙醇
碳碳双键
①某些醇或卤代烃的消去;②炔烃不完全加成;③烷烃裂化
碳氧双键
①醇的催化氧化;②连在同一个碳上的两个羟基脱水;③含碳碳三键的物质与水加成
羧基
①醛基氧化;②酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解
(2)官能团的消除
①通过加成反应可以消除不饱和键(双键、三键、苯环);
②通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基;
③通过加成或氧化反应等消除醛基;
④通过水解反应消除酯基、肽键、卤素原子。
(3)官能团的改变
①利用官能团的衍生关系进行衍变,如:
R—CH2OHR—CHOR—COOH;
②通过某种化学途径使一个官能团变为两个,如:
CH3CH2OHCH2===CH2
Cl—CH2—CH2ClHO—CH2—CH2—OH;
③通过某种手段改变官能团的位置,如:
CH3CH2CH2ClCH3CH===CH2
。
4.官能团的保护与恢复
(1)碳碳双键:在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来,待氧化后再利用消去反应转变为碳碳双键。
HOCH2CH===CHCH2OH
HOCH2CH2CHClCH2OH
HOOC—CH===CH—COOH。
(2)酚羟基:在氧化其他基团前可以用NaOH溶液或CH3I保护。
(3)醛基:在氧化其他基团前可以用乙醇(或乙二醇)加成保护。
(4)氨基:在氧化其他基团前可以用醋酸酐将氨基转化为酰胺,然后再水解转化为氨基。
(5)醇羟基、羧基可以转化成酯进行保护。
一、给定合成路线的分析
1.化合物可由1氯丁烷经过四步反应合成:CH3CH2CH2CH2ClXYCH3CH2CH2COOH
反应1的反应条件为____________,反应2的化学方程式为____________________。
解析:反应1为CH3CH2CH2CH2Cl的水解反应,反应条件为NaOH水溶液、加热。反应2为CH3CH2CH2CH2OH的催化氧化反应。
答案:NaOH水溶液、加热 2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O
二、给定原料设计合成路线
2.已知:,试写出由1,3丁二烯和乙炔为原料(无机试剂及催化剂任用)合成的合成路线:____________________________________。(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)
三、从有机转化关系中提取信息设计合成路线
3.伪麻黄碱(D)是某药物的成分之一,能够缓解感冒时带来的鼻塞、流鼻涕和打喷嚏症状,其中一种合成路线如图:
已知:RCOOH。
参照上述合成路线,设计一条由苯和乙酸为起始原料制备的合成路线:____________________________________。
考点二 有机综合推断
1.根据特定反应条件寻找突破口
(1)“光照”为烷烃的卤代反应。
(2)“NaOH水溶液、加热”为R—X的水解反应或酯()的水解反应。
(3)“NaOH醇溶液、加热”为R—X的消去反应。
(4)“HNO3(浓H2SO4)”为苯环上的硝化反应。
(5)“浓H2SO4、加热”为R—OH的消去或酯化反应。
(6)“浓H2SO4、170 ℃”是乙醇消去反应的条件。
2.根据有机反应的特殊现象推断有机物的官能团
(1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键或醛基。
(2)使酸性KMnO4溶液褪色,则该物质中可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、苯的同系物及醇(侧链烃基中与苯环直接